《其他成型工艺》PPT课件.ppt

《《其他成型工艺》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《其他成型工艺》PPT课件.ppt（91页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第十一章第十一章 其他成型工艺其他成型工艺1 1 铸塑成型铸塑成型 静态浇铸、嵌铸、离心浇铸、流涎铸塑静态浇铸、嵌铸、离心浇铸、流涎铸塑 、搪塑、蘸塑、搪塑、蘸塑 、滚塑、滚塑 2 2 泡沫塑料的成型泡沫塑料的成型 机械发泡法、物理发泡法、化学发泡法机械发泡法、物理发泡法、化学发泡法3 3 冷压烧结冷压烧结4 4 乳胶制品的加工乳胶制品的加工5 5 合成纤维的溶液纺丝合成纤维的溶液纺丝6 6 合成纤维的冻胶纺丝合成纤维的冻胶纺丝 第一节第一节 铸塑成型铸塑成型铸塑的工艺过程铸塑的工艺过程原料原料浇铸液的配制浇铸液的配制过滤和脱泡过滤和脱泡浇注浇注硬化硬化脱模脱模后处理后处理制品制品 定定义义：

2、在在不不加加压压或或稍稍加加压压的的情情况况下下，将将液液态态单单体体、树树脂脂或或其其混混合合物物注注入入模模内内并并使使其其成成为为固固态态制制品品的的方法。方法。原原理理：将将预预先先配配制制好好的的浇浇铸铸料料（通通常常是是聚聚合合物物单单体体、浆浆状状低低聚聚物物与与单单体体的的溶溶液液等等）注注入入模模具具，通通过过加加热热等等手手段段，促促使使其其进进一一步步发发生生聚聚合合反反应应而而固固化化定定型型，并并最最终终获获得得模模具具所所赋赋予予的的形形状状和和尺尺寸寸。种种 类类：浇浇铸铸法法分分为为静静态态浇浇铸铸、嵌嵌铸铸、离离心心浇浇铸铸、搪搪 塑塑、旋旋 转转 铸铸 塑塑

3、、滚滚 塑塑 和和 流流 延延 铸铸 塑塑 等等特点特点 利用浇铸材料自身所具有的常温、常压下的良好流动性利用浇铸材料自身所具有的常温、常压下的良好流动性 来实现顺利充模的，不需借助高温、长时间、高压等手来实现顺利充模的，不需借助高温、长时间、高压等手 段，因此，是节省能源和材料的成型方法；段，因此，是节省能源和材料的成型方法；由于成型过程中很少借助压力，对模具及设备的强度要由于成型过程中很少借助压力，对模具及设备的强度要 求较低，投资也可因此降低；求较低，投资也可因此降低；该成型方法对制品的尺寸限制较小，宜于用作大型制品该成型方法对制品的尺寸限制较小，宜于用作大型制品 的生产；的生产；由于充

4、模时物料仍是小分子物质，不会由流动取向造成由于充模时物料仍是小分子物质，不会由流动取向造成 制品的各向异性，制品内应力较小；制品的各向异性，制品内应力较小；周期较长，制品尺寸准确性也较难保证。周期较长，制品尺寸准确性也较难保证。1 1 静态浇铸静态浇铸 静态浇铸静态浇铸是浇铸成型中较为简便和使用较为广泛是浇铸成型中较为简便和使用较为广泛 的一种方法。这种方法常用液状单体，部分聚合或的一种方法。这种方法常用液状单体，部分聚合或 缩聚的浆状物、聚合物与单体的溶液，配入助剂缩聚的浆状物、聚合物与单体的溶液，配入助剂 (如引发剂、固化剂、促进剂等如引发剂、固化剂、促进剂等)，或热塑性树脂熔，或热塑性树

5、脂熔 体铸入模腔而成型。体铸入模腔而成型。工艺过程：工艺过程：包括成型材料配制、模具准备、浇铸包括成型材料配制、模具准备、浇铸 及固化、制品后处理等四大步骤。及固化、制品后处理等四大步骤。必须满足的条件：必须满足的条件：浇浇铸铸原原料料熔熔体体或或溶溶液液的的流流动动性性好好，容容易易充充满满模模具具型腔。型腔。浇铸成型的温度应比产品的熔点低。浇铸成型的温度应比产品的熔点低。原原料料在在模模具具中中固固化化时时没没有有没没有有低低沸沸点点物物或或气气体体等等副产物生成，制品不易产生气泡。副产物生成，制品不易产生气泡。浇浇铸铸原原料料的的化化学学变变化化、反反应应的的放放热热及及结结晶晶、固固化

6、化等等过过程程在在反反应应体体系系中中能能均均匀匀分分布布且且同同时时进进行行，体体积收缩较小，不易使制品出现缩孔或残余内应力。积收缩较小，不易使制品出现缩孔或残余内应力。原材料原材料聚已内酰胺聚已内酰胺物性特点：物性特点：白色片状晶体，熔点白色片状晶体，熔点69.269.2，沸点，沸点266.9266.9，聚合时放热聚合时放热117kJ/kg117kJ/kg所用催化剂：所用催化剂：常用氢氧化钠常用氢氧化钠环氧树脂环氧树脂 特性：特性：冲击韧性较差、耐热性低。冲击韧性较差、耐热性低。所用固化剂：所用固化剂：胺类固化剂；酸酐类固化剂。胺类固化剂；酸酐类固化剂。聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯在聚

7、合反应中，当单体的转化率达到在聚合反应中，当单体的转化率达到14%14%40%40%时，粘度上时，粘度上升很快，聚合速度显著提高，常导致局部过热，发生爆发升很快，聚合速度显著提高，常导致局部过热，发生爆发性聚合性聚合凝胶效应凝胶效应常发用引剂：常发用引剂：过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁腈过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁腈模具模具敞开式浇铸敞开式浇铸装置较简单，一般只有阴模，易于排气，装置较简单，一般只有阴模，易于排气，因而所得制品内部缺陷较少因而所得制品内部缺陷较少水平式浇铸水平式浇铸制造飞机或汽车工业中使用的环氧塑料模具制造飞机或汽车工业中使用的环氧塑料模具侧立式浇铸侧立式浇铸优点：可使制品的气泡集中

8、在制品顶部非优点：可使制品的气泡集中在制品顶部非工作部位工作部位真空浇铸法真空浇铸法可使制品中气泡减少，并可以在模具型腔可使制品中气泡减少，并可以在模具型腔中事先铺入增强的玻璃毡或布从而提高制中事先铺入增强的玻璃毡或布从而提高制品的机械强度品的机械强度浇铸工艺浇铸工艺模具的准备模具的准备包括模具的清洗、涂脱模剂、嵌件准备与安放以及预热等包括模具的清洗、涂脱模剂、嵌件准备与安放以及预热等过程过程浇铸原料的配制浇铸原料的配制浇铸及固化浇铸及固化已内酰胺在不同温度、压力下特性已内酰胺在不同温度、压力下特性2 2 嵌铸嵌铸嵌铸又称封入成型，它是将各种非塑料物件嵌铸又称封入成型，它是将各种非塑料物件包封

9、在塑料在的一种成型方法。包封在塑料在的一种成型方法。所用的塑料所用的塑料不饱和聚酯塑料；聚甲基丙烯酸甲酯；环不饱和聚酯塑料；聚甲基丙烯酸甲酯；环氧树脂塑料氧树脂塑料嵌铸用的模具嵌铸用的模具模具材料可用玻璃、塑料、铝、石膏、模具材料可用玻璃、塑料、铝、石膏、木材木材脱模剂可用聚乙烯醇、硅油或放一层聚乙烯薄膜或玻璃纸脱模剂可用聚乙烯醇、硅油或放一层聚乙烯薄膜或玻璃纸工艺过程：工艺过程：嵌件的预处理嵌件的预处理嵌件的固定嵌件的固定浇铸浇铸3 3 离心浇铸离心浇铸离心浇铸：离心浇铸：将液状塑料浇入旋转的模具中，在离心力的作用下使将液状塑料浇入旋转的模具中，在离心力的作用下使其充满回转体形的模具，再使其

10、固化定型而得到制品的一种方法。其充满回转体形的模具，再使其固化定型而得到制品的一种方法。离心铸塑比静态铸塑的优点：离心铸塑比静态铸塑的优点：1)宜于生产薄壁或厚壁的大型制品，如大型轴套。而用静宜于生产薄壁或厚壁的大型制品，如大型轴套。而用静态铸塑法则难以生产大型的薄壁制品。态铸塑法则难以生产大型的薄壁制品。2)制品无内应力或内应力很低，外表面光滑，内部不致产制品无内应力或内应力很低，外表面光滑，内部不致产生缩孔。生缩孔。3)制品较静态铸塑的精度高，机械加工量减少。制品较静态铸塑的精度高，机械加工量减少。4)制品的机械强度（如弯曲、硬度等）较静态铸塑高。制品的机械强度（如弯曲、硬度等）较静态铸塑

11、高。离心铸塑模具温度与制品内外径比的关系离心铸塑模具温度与制品内外径比的关系4 4 流延铸塑流延铸塑流延铸塑的生产过程是：流延铸塑的生产过程是：将热塑性或热固性塑料配将热塑性或热固性塑料配成一定粘度的溶液，然后以一定的速度流布在连续回转的基成一定粘度的溶液，然后以一定的速度流布在连续回转的基材上，通过加热以脱掉溶剂并进而使塑料固化。材上，通过加热以脱掉溶剂并进而使塑料固化。特点：特点：厚度小（厚度小（0.050.050.10mm0.10mm）厚薄均匀，不易带入机械厚薄均匀，不易带入机械杂质，因而透明度高、内应力小杂质，因而透明度高、内应力小5 5 搪塑搪塑定义：定义：搪塑又称作涂凝模塑或涂凝成

12、型。它是用糊搪塑又称作涂凝模塑或涂凝成型。它是用糊塑料制造空心软制品的方法。塑料制造空心软制品的方法。过程：过程：将糊塑料（塑性溶胶）倾倒到预先加热到一将糊塑料（塑性溶胶）倾倒到预先加热到一定温度的模具（只用阴模）中，接近模壁的塑料会定温度的模具（只用阴模）中，接近模壁的塑料会因受热而胶凝，然后将没有胶凝的塑料倒出，并将因受热而胶凝，然后将没有胶凝的塑料倒出，并将附在模子上的塑料进行热处理，再经冷却即可从模附在模子上的塑料进行热处理，再经冷却即可从模中取得空心制品。中取得空心制品。优点：优点：设备费用低，生产速度高，工艺控制较简单设备费用低，生产速度高，工艺控制较简单缺点：缺点：制品的厚度、重

13、量等的准确性差。制品的厚度、重量等的准确性差。7 7 滚塑滚塑定义：滚塑又称作旋转铸塑或旋转浇铸成型。定义：滚塑又称作旋转铸塑或旋转浇铸成型。优点：转速不高，有利于小批量生产大型的中空制优点：转速不高，有利于小批量生产大型的中空制品，无熔接缝，废料少，几乎无内应力，不易发生品，无熔接缝，废料少，几乎无内应力，不易发生变形、凹陷等。变形、凹陷等。主要产品：小型玩具、皮球、瓶罐主要产品：小型玩具、皮球、瓶罐工程机械、汽车、农机滚塑制品工程机械、汽车、农机滚塑制品 工程机械滚塑油箱工程机械滚塑油箱 农用机械油箱、顶棚农用机械油箱、顶棚 重卡重汽滚塑油箱重卡重汽滚塑油箱 改装车滚塑油箱改装车滚塑油箱

14、滚塑水箱滚塑水箱 滚塑挡泥板滚塑挡泥板 滚塑驾驶室顶棚滚塑驾驶室顶棚 滚塑汽车零部件滚塑汽车零部件 驾驶室控制台驾驶室控制台 机械罩壳机械罩壳 滚塑加油站设施滚塑加油站设施 滚塑清洁设备滚塑清洁设备 滚塑器材箱滚塑器材箱 城市环保产品城市环保产品 滚塑玩具滚塑玩具第二节第二节 泡沫材料成型泡沫材料成型1 1 概述概述 泡泡沫沫塑塑料料是是以以树树脂脂为为基基础础内内部部具具有有无无数数微微孔孔性性气气体体的的塑塑料料制制品品，又又称称为为多多孔孔性性塑塑料料。由由于于气气孔孔的的存存在在，它它具具有有密密度度低低（1010500Kg/m500Kg/m3 3）、隔隔音音、隔隔热热、防防震震等等特

15、特点点。广广泛泛用用于于包装、防震、漂浮、运动、过滤材料。包装、防震、漂浮、运动、过滤材料。生产泡沫塑料的材料生产泡沫塑料的材料:所有热塑性塑料和热固性塑料。所有热塑性塑料和热固性塑料。常常见见的的热热固固性性塑塑料料有有：酚酚醛醛、脲脲甲甲醛醛UFUF、环环氧氧树树脂脂EPOEPO、有有机机硅硅等等，所所得得泡泡沫沫硬硬度度大大，柔柔软软性性差差，用用于于强强度度要要求求高高的的场场合合。工工业业上上广广泛泛应应用用的的热热塑塑性性塑塑料料泡泡沫沫塑塑料料有有：PEPE、PVCPVC、PSPS、PUPU等。等。泡沫塑料的成型方法：挤出、注射、模压、浇铸、压延。泡沫塑料的成型方法：挤出、注射、

16、模压、浇铸、压延。泡沫塑料的分类泡沫塑料的分类 按软硬程度分（即机械强度分）按软硬程度分（即机械强度分）软质泡沫塑料，软质泡沫塑料，在在2323和和RH50%RH50%条件下，弹性模量小于条件下，弹性模量小于70MPa70MPa富有柔韧性、压缩硬度很小、应力解除后能恢复原状，残余富有柔韧性、压缩硬度很小、应力解除后能恢复原状，残余变形较小；变形较小；硬质泡沫塑料，硬质泡沫塑料，弹性模量高于弹性模量高于700MPa,700MPa,无柔韧性，压缩硬度无柔韧性，压缩硬度大，应力达到一定值方产生变形，解除应力后不能恢复原大，应力达到一定值方产生变形，解除应力后不能恢复原状；状；半硬质泡沫塑料，半硬质泡

17、沫塑料，弹性模量在弹性模量在7070700MPa700MPa之间，性质介于两之间，性质介于两者之间。者之间。按密度分按密度分 密度密度0.4g/cm0.4g/cm3 3，气体气体/固体固体1.599为高发泡。为高发泡。有的将发泡倍率有的将发泡倍率5 5以下的称为低发泡，以下的称为低发泡，发泡倍率发泡倍率5 5以上的为高发泡。以上的为高发泡。按气孔结构不同分按气孔结构不同分开孔泡沫塑料开孔泡沫塑料孔与孔是相通的，具有良好的吸音性能孔与孔是相通的，具有良好的吸音性能 和缓冲性能；和缓冲性能；闭孔泡沫塑料闭孔泡沫塑料每一孔是独立的，具有较低的导热性能每一孔是独立的，具有较低的导热性能 和较小的吸水性

18、。和较小的吸水性。常见泡沫塑料分类常见泡沫塑料分类硬质硬质软质软质开孔开孔闭孔闭孔开孔开孔闭孔闭孔酚醛塑料酚醛塑料聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯脲醛塑料脲醛塑料聚苯乙烯聚苯乙烯聚氨酯聚氨酯有机硅塑料有机硅塑料聚氯乙烯薄片聚氯乙烯薄片聚氨酯聚氨酯聚乙烯醇缩甲醛聚乙烯醇缩甲醛乙酸纤维素乙酸纤维素聚乙烯聚乙烯脲醛塑料脲醛塑料环氧塑料环氧塑料 物理发泡法物理发泡法 A A 惰性气体发泡法惰性气体发泡法 利利用用氮氮气气、二二氧氧化化碳碳等等无无色色无无臭臭、化化学学活活性性较较弱弱，很很难难与与其其它它元元素素化化合合的的惰惰性性气气体体，在在较较高高压压力力下下，使使其其溶溶于于熔

19、熔融融状状态态聚聚合合物物或或糊糊状状复复合合物物中中，而而后后在减压下使溶解气体释放出而发泡。在减压下使溶解气体释放出而发泡。2 2 泡沫塑料的发泡方法泡沫塑料的发泡方法B B 低沸点的液体发泡法低沸点的液体发泡法 低低沸沸点点液液体体在在高高压压下下，压压入入熔熔态态聚聚合合物物中中，或或掺掺入入聚聚合合物物颗颗粒粒中中，而而后后再再减减压压或或加加热热，使使其其在在聚聚合合物物中中汽汽化化和和发泡。发泡。目目前前作作为为发发泡泡剂剂使使用用的的低低沸沸点点液液体体有有：脂脂肪肪族族碳碳氢氢化化合合物物如如丙丙烷烷、丁丁烷烷等等；含含氯氯和和含含氟氟的的脂脂肪肪族族的的碳碳氢氢化化合合物物

20、如如一一氯氯甲甲烷烷、二二氯氯甲甲烷烷、三三氯氯氟氟甲甲烷烷（氟氟里里昂昂）等等对对大大气气臭臭氧氧层层破破坏坏，目目前前已已限限制制使使用用。它它们们的的沸沸点点大大都都在在100100以下。以下。常用作为发泡剂的低沸点液体常用作为发泡剂的低沸点液体发泡剂名称发泡剂名称相对分子相对分子质量质量密度密度/(g/cm3(25）沸点沸点/蒸发热蒸发热/（J/g)戊烷戊烷72.150.6163038360异戊烷异戊烷72.150.6139.5-己烷己烷86.170.6586570-异己烷异己烷86.170.6555562-丙烷丙烷440.531-42.5-丁烷丁烷580.599-0.5-二氯甲烷二氯

21、甲烷84.941.32540-二氯四氟乙烷（二氯四氟乙烷（F114）170.901.4403.6137三氯一氟甲烷（三氯一氟甲烷（F11）137.381.47623.8182三氯三氟乙烷（三氯三氟乙烷（F112）187.391.56547.6147二氯二氟甲烷（二氯二氟甲烷（F12)120.901.311-29.8167 C C 溶出发泡法溶出发泡法 先将细小颗粒的物质（如食盐和淀粉等）混入聚合物中，而先将细小颗粒的物质（如食盐和淀粉等）混入聚合物中，而后用溶剂或伴以化学的方法使其溶出而成为泡沫物。（如混后用溶剂或伴以化学的方法使其溶出而成为泡沫物。（如混在在PVCPVC中的淀粉，可先用水浸泡

22、使其溶胀，而后再用热的稀中的淀粉，可先用水浸泡使其溶胀，而后再用热的稀硫酸处理，使其水解为糖，溶出成为硫酸处理，使其水解为糖，溶出成为PVCPVC发泡物）。发泡物）。D D 交联发泡法（组合泡沫塑料）交联发泡法（组合泡沫塑料）先先将将微微型型（直直径径20-250m20-250m，壁壁厚厚2-3m2-3m）的的空空心心玻玻璃璃球球、陶陶瓷瓷球球、空空心心塑塑料料（如如酚酚醛醛树树脂脂）微微球球埋埋入入熔熔融融的的聚聚合合物物或或液液态态的的热热固固性性塑塑料料中中，而而后后通通过过冷冷却却或或交交联联作作用用固固化化成成为为泡泡沫体。沫体。E E 烧结发泡法烧结发泡法 将将疏疏松松的的粉粉状状

23、热热塑塑性性塑塑料料烧烧结结在在一一起起，使使其其分分解解放放出出气气体体成为泡状物。成为泡状物。物物理理发发泡泡法法的的优优点点：操操作作中中毒毒性性小小；发发泡泡剂剂的的原原料料成成本本低低；没有发泡剂留下的残渣，因而对泡沫塑料性能无严重影响。没有发泡剂留下的残渣，因而对泡沫塑料性能无严重影响。物理发泡法的缺点：物理发泡法的缺点：某些过程所用设备投资较大。某些过程所用设备投资较大。工业上常用的是惰性气体发泡法和低沸点的液体发泡法。工业上常用的是惰性气体发泡法和低沸点的液体发泡法。化学发泡法化学发泡法 用用于于发发泡泡的的气气体体是是由由混混合合原原料料中中的的某某些些组组分分在在成成型型过

24、程中通过化学作用产生的。过程中通过化学作用产生的。A A 化学发泡剂发泡法化学发泡剂发泡法 发发泡泡气气体体是是由由特特意意加加入入的的热热分分解解物物质质(称称为为化化学学发发泡剂泡剂)在受热时产生的。在受热时产生的。这这种种方方法法的的特特点点是是：所所用用设设备备通通常常都都不不很很特特殊殊和和复复杂杂，且且适适用用于于大大部部分分热热塑塑性性塑塑料料的的发发泡泡，因因此此应应用用广泛。广泛。发泡剂应具备发泡剂应具备要求要求a.a.逸出气体的温度范围应比较狭窄而固定；逸出气体的温度范围应比较狭窄而固定；b.b.逸逸出出气气体体的的速速率率应应能能控控制制，而而且且不不受受压压力力的的影影

25、响响和和相相当当快快的的速率；速率；c.c.逸出的气体没有腐蚀性，最好是氮气，其次是二氧化碳；逸出的气体没有腐蚀性，最好是氮气，其次是二氧化碳；d.d.发泡剂应能均匀地分散在原料中；发泡剂应能均匀地分散在原料中；e.e.发发泡泡剂剂和和其其分分解解后后的的残残余余物物不不应应有有毒毒性性，并并且且对对塑塑料料的的熔熔融融和硬化都无影响；和硬化都无影响；f.f.发泡剂在分解时不应大量放热；发泡剂在分解时不应大量放热；g.g.价格便宜，运输和储藏中稳定；价格便宜，运输和储藏中稳定；h.h.分分解解的的残残余余物物应应无无色色、无无味味、无无毒毒，应应能能与与塑塑料料混混溶溶，并并且且对制品性能无影

26、响。对制品性能无影响。目前工业上常用的发泡剂目前工业上常用的发泡剂:无机发泡剂无机发泡剂常用的有碱金属的碳酸盐和碳酸氢盐，如：碳酸常用的有碱金属的碳酸盐和碳酸氢盐，如：碳酸铵和碳酸氢钠等，它们的优点是价廉，不会降低塑料的耐铵和碳酸氢钠等，它们的优点是价廉，不会降低塑料的耐热性，因为对聚合物无增塑作用。它们的缺点是不能与塑热性，因为对聚合物无增塑作用。它们的缺点是不能与塑料混溶，很难在塑料中均匀分布，并且分解气体的速率严料混溶，很难在塑料中均匀分布，并且分解气体的速率严重受压力的影响。重受压力的影响。有有机机发发泡泡剂剂常常用用的的是是一一些些加加热热后后分分解解放放出出氮氮气气一一些些物物质质

27、,如如:偶偶氮氮二二甲甲酰酰氨氨（ACAC）、偶偶氮氮二二异异丁丁腈腈等等，氮氮气气的的化化学学行行为为比比较较迟迟钝钝，它它对对大大多多数数聚聚合合物物的的渗渗透透性性比比氧氧气气、二二氧氧化化碳碳、氨气都要小，在有机聚合物中有较大的分散性。氨气都要小，在有机聚合物中有较大的分散性。但但是是，绝绝大大多多数数发发泡泡剂剂都都是是易易燃燃和和可可能能发发生生爆爆炸炸的的物物质质，甚甚至至还还可可能能放放出出有有毒毒气气体体，因因此此必必须须保保存存于于阴阴冷冷、干干燥、通风好的场所。燥、通风好的场所。机械发泡法机械发泡法 是是用用强强烈烈的的搅搅拌拌使使空空气气卷卷入入树树脂脂的的溶溶液液、乳

28、乳液液或或悬悬浮浮体体中中，使使其其形形成成均均匀匀的的泡泡沫沫物物，而而后后再再通通过过物物理理和和化化学变化使其稳定。而成为泡沫塑料。学变化使其稳定。而成为泡沫塑料。为缩短时间，可同时通入空气和加入乳化剂或表面活为缩短时间，可同时通入空气和加入乳化剂或表面活性剂。用这种方法生产的有软性剂。用这种方法生产的有软PVCPVC和脲甲醛泡沫塑料等。和脲甲醛泡沫塑料等。3 3 泡沫塑料的发泡原理泡沫塑料的发泡原理 气气发发泡泡沫沫塑塑料料的的形形成成：是是把把气气体体溶溶解解在在液液态态聚聚合合物物中中形形成成饱和溶液，然后通过成核作用生产泡沫。饱和溶液，然后通过成核作用生产泡沫。发发泡泡剂剂可可预

29、预先先溶溶解解在在液液态态聚聚合合物物中中，当当温温度度升升高高、压压力力降降低低时，就会放出气体，形成泡沫。时，就会放出气体，形成泡沫。泡泡沫沫的的形形成成大大体体上上分分三三个个阶阶段段：泡泡沫沫的的形形成成、泡泡沫沫的的增增长长、泡沫的稳定泡沫的稳定.泡沫的形成泡沫的形成 当气体在溶液中达饱和限度而形成过饱和溶液时，气体又当气体在溶液中达饱和限度而形成过饱和溶液时，气体又从溶液中逸出形成气泡，形成气泡的过程就是成核作用。从溶液中逸出形成气泡，形成气泡的过程就是成核作用。这时，除聚合物液相外，产生了新相这时，除聚合物液相外，产生了新相气相，分散在聚气相，分散在聚合物中，成为泡沫。如果同时还

30、存在很小的固体粒子或很合物中，成为泡沫。如果同时还存在很小的固体粒子或很小的气泡，即所谓的第二分散相，就会有利于这一过程的小的气泡，即所谓的第二分散相，就会有利于这一过程的形成。这种加入第二相的物质叫做形成。这种加入第二相的物质叫做“成核剂成核剂”。泡沫的增长泡沫的增长 气泡形成之后，由于气泡形成之后，由于气泡内气体压力与半径成反比气泡内气体压力与半径成反比，气泡越，气泡越小，内部的压力越大。当两个大小不同的气泡接近时，由于小，内部的压力越大。当两个大小不同的气泡接近时，由于气体从小气泡扩散到大气泡，造成气泡合并，通过成核剂的气体从小气泡扩散到大气泡，造成气泡合并，通过成核剂的作用增加了气泡的

31、数量，加上气泡的膨胀扩大了泡孔的直径，作用增加了气泡的数量，加上气泡的膨胀扩大了泡孔的直径，从而泡沫得到增长。从而泡沫得到增长。促促使使气气泡泡增增长长的的因因素素：溶溶解解气气体体的的增增加加；温温度度的的升升高高；气气体体的的膨胀；气泡的合并。膨胀；气泡的合并。阻阻碍碍气气泡泡增增长长的的因因素素：表表面面张张力力和和塑塑料料的的黏黏度度。降降低低塑塑料料熔熔体体的的表表面面张张力力和和黏黏度度对对泡泡沫沫增增长长有有利利。但但是是如如果果熔熔体体的的黏黏度度过过低，会使泡孔壁膜减薄，使泡孔易破裂。低，会使泡孔壁膜减薄，使泡孔易破裂。泡沫的稳定泡沫的稳定 泡沫物是热力学不稳定体，它不会持续

32、很长时间，所以必泡沫物是热力学不稳定体，它不会持续很长时间，所以必须保证泡沫稳定。须保证泡沫稳定。稳定泡沫的方法稳定泡沫的方法 ：一一是是利利用用表表面面活活性性剂剂，以以降降低低其其表表面面张张力力，有有利利于于形形成成细细泡泡，减少气体的扩散作用，使泡孔稳定；减少气体的扩散作用，使泡孔稳定；二二是是提提高高塑塑料料熔熔体体的的黏黏度度，防防止止泡泡壁壁进进一一步步减减薄薄来来稳稳定定泡泡沫沫。在在发发泡泡过过程程中中，通通过过对对物物料料的的冷冷却却或或塑塑料料的的交交联联作作用用，都都能提高塑料的熔体黏度。能提高塑料的熔体黏度。4 4 泡沫塑料的成型工艺泡沫塑料的成型工艺（1 1）聚苯乙

33、烯泡沫塑料聚苯乙烯泡沫塑料 聚聚苯苯乙乙烯烯泡泡沫沫塑塑料料具具有有吸吸水水性性小小，隔隔音音、保保湿湿、介电性优良等特点。介电性优良等特点。密度在密度在0.015-0.02g/cm0.015-0.02g/cm3 3用于包装材料；用于包装材料；密度为密度为0.02-0.05 g/cm0.02-0.05 g/cm3 3用于防水隔热材料；用于防水隔热材料；密度为密度为0.03-0.10g/cm0.03-0.10g/cm3 3用于救生圈漂浮材料。用于救生圈漂浮材料。聚苯乙烯泡沫塑料常用物理发泡法进行发泡。有两种生产方法：聚苯乙烯泡沫塑料常用物理发泡法进行发泡。有两种生产方法：一是悬浮聚合的的聚苯乙烯

34、颗粒中渗入低沸点的液体一是悬浮聚合的的聚苯乙烯颗粒中渗入低沸点的液体,使其成为使其成为可发性珠粒，然后经过预发泡、熟化和发泡成型而制成制品；可发性珠粒，然后经过预发泡、熟化和发泡成型而制成制品；二是将高分子量的乳液法聚合的粉状聚苯乙烯树脂、发泡剂及二是将高分子量的乳液法聚合的粉状聚苯乙烯树脂、发泡剂及其它添加剂的混合物，通过挤出机挤出发泡，再经冷却定型而成其它添加剂的混合物，通过挤出机挤出发泡，再经冷却定型而成泡沫制品。泡沫制品。可发性珠粒法可发性珠粒法 可发性聚苯乙烯珠粒的制造可发性聚苯乙烯珠粒的制造 采采用用的的液液体体发发泡泡剂剂大大多多是是脂脂肪肪烃烃类类化化合合物物：有有丁丁烷烷、正

35、正戊戊烷烷、异异丁丁烷烷、石石油油醚醚等等。其其珠珠粒粒的的制制造造方方法法有有一一步步法法、一一步步半半法法和两步法。和两步法。一一步步法法：是是发发泡泡剂剂再再聚聚合合时时加加入入。发发泡泡剂剂有有阻阻聚聚作作用用，所所以以制制得得的的可可发发性性聚聚苯苯乙乙烯烯珠珠粒粒分分子子量量偏偏低低，在在40000400005000050000，反应后有部分粉状物，需处理。反应后有部分粉状物，需处理。一一步步半半法法：发发泡泡剂剂在在反反应应中中期期加加入入，减减少少了了阻阻聚聚作作用用分分子子量量有所提高。有所提高。两两步步法法：聚聚合合反反应应形形成成PSPS珠珠粒粒后后，在在加加温温加加压压

36、下下，将将低低沸沸点点的的液液体体渗渗入入到到PSPS中中，使使其其溶溶胀胀，经经冷冷却却后后留留在在珠珠粒粒中中。操操作作工工序序较较多多，发发泡泡剂剂渗渗透透时时间间较较长长，颗颗粒粒度度已已经经过过筛筛选选，不不合合格格的的已已事事先先剔剔除除，有有助助于于提提高高泡泡沫沫制制品品的的质质量量。塑塑料料加加工工厂厂常常用用。原原料规格及配方：料规格及配方：原料原料规格规格配比配比/份份作用作用PSPS珠粒珠粒相对分子质量相对分子质量5500055000，挥发物，挥发物0.50.5100100主主原料原料丁烷丁烷工业级工业级1010发泡剂发泡剂水水自来水自来水160160溶剂溶剂肥皂粉肥皂

37、粉工业级工业级5 5表面活性剂表面活性剂DCPDCP工业级工业级0.80.8交联剂交联剂264264工业级工业级0.30.3抗氧剂抗氧剂二苯甲酮二苯甲酮工业级工业级0.20.2紫外线吸收剂紫外线吸收剂四溴四溴乙烷乙烷相对密度相对密度2.72.72.92.9105105阻燃性发泡剂阻燃性发泡剂浸浸渍渍工工艺艺参参数数：体体系系内内压压力力不不超超过过0.98MPa0.98MPa；料料温温80809090，恒恒温温4 41212小小时时（由由颗颗粒粒大大小小决决定定），降降温温至至4040以以下下出出料料，冷冷却却后后用用自自来来水水清清洗洗、吹吹干干。注注意意：不不要要烘烘干干。设设备备简简陋陋

38、的的厂厂也也可可以以常常温温常常压压浸浸渍渍，所所需需时时间间长长，发发泡泡剂挥发量大。剂挥发量大。EPSEPS珠珠粒粒要要求求：发发泡泡剂剂含含量量约约为为6%6%（5.55.57.57.5），表表观观密密度度0.68g/cm0.68g/cm3 3，颗颗粒粒的的直直径径范范围围0.250.252mm2mm。制制造造密密度度偏偏小小的的泡泡沫沫塑塑料料制制品品时时，宜宜用用直直径径偏偏大大的的珠珠粒粒。注注意意可可发发性聚苯乙烯珠粒储存时，一定要密封包装，低温储存。性聚苯乙烯珠粒储存时，一定要密封包装，低温储存。预发泡预发泡作用：作用：是凭加热使可发性珠粒膨胀到一定程度，这样可以使模是凭加热使

39、可发性珠粒膨胀到一定程度，这样可以使模塑制品密度更低；并且减小密度梯度，使发泡制品均匀。塑制品密度更低；并且减小密度梯度，使发泡制品均匀。预发泡方法：预发泡方法：水蒸气、热水、热空气和红外线。水蒸气常用。水蒸气、热水、热空气和红外线。水蒸气常用。预发泡过程中严格控制加热温度和时间，使可发性珠粒软化预发泡过程中严格控制加热温度和时间，使可发性珠粒软化呈高弹态，但不要熔化，使珠粒有足够的强度以与内部总压呈高弹态，但不要熔化，使珠粒有足够的强度以与内部总压力平衡，避免预发泡粒子破裂。一般温度控制在力平衡，避免预发泡粒子破裂。一般温度控制在8080100100。在机桶内停留在机桶内停留2 24 4分钟

40、，发泡倍数约分钟，发泡倍数约2020倍。倍。对对预预胀胀物物要要求求：表表观观密密度度0.012g/cm0.012g/cm3 3（即即121216g/L16g/L），泡泡孔孔直直径径8080150m150m，泡泡孔孔频频数数为为5555个个/cm/cm3 3。密密度度低低于于0.012g/cm0.012g/cm3 3时时，泡孔易破裂。泡孔易破裂。熟化熟化目目的的：预预发发泡泡后后在在空空气气中中暴暴露露一一段段时时间间使使空空气气逐逐步步渗渗入入泡泡孔孔，令令泡泡孔孔内内外外压压力力达达到到平平衡衡；使使冷冷凝凝的的发发泡泡剂剂再再渗渗透透到到粒粒子子中中去。去。熟熟化化原原理理：因因为为预预

41、发发泡泡后后，气气泡泡中中的的气气体体因因冷冷却却而而凝凝结结，此此时时凝凝结结成成液液体体的的发发泡泡剂剂又又重重新新溶溶入入聚聚苯苯乙乙烯烯中中，一一部部分分还还会会向向外外渗渗出出，当当气气体体初初凝凝结结的的一一段段时时间间内内，气气泡泡的的压压力力会会有有较较大大的的下下降降，以以致致出出现现真真空空，因因此此预预发发泡泡颗颗粒粒很很脆脆弱弱。随随着着成成熟熟时时间间的的进进展展，外外界界空空气气逐逐渐渐渗渗入入气气泡泡，预预发发泡泡颗颗粒粒就就变变成成具具有弹性而又不能用手轻易捏碎的物体。有弹性而又不能用手轻易捏碎的物体。熟化方法熟化方法 将将预预发发泡泡颗颗粒粒放放入入大大型型料

42、料斗斗中中进进行行。空空气气从从料料斗斗底底部部缓缓缓缓送送进进，由由顶顶部部排排出出。熟熟化化时时最最好好使使空空气气很很快快地地渗渗入入预预发发泡泡珠珠粒粒中中，而而不不使使发发泡泡剂剂太太多多渗渗出出，否否则则预预发发物物在在模模塑塑时时的的膨膨胀胀就就差差。一一般般熟熟化化温温度度22222626，有有时时为为加加速速熟熟化化，可可将将空空气气温温度度提提到到32323838。熟熟化化时时间间由由所所用用珠珠粒粒的的规规格格、制制品品的的密密度度要要求求、送送至至料料斗斗中中的的空空气气条条件件而而定定，有有8 81010小时，有的小时，有的2424小时左右，由试验而定。小时左右，由试

43、验而定。模塑成型模塑成型 过程：过程：常用的模塑方法是蒸汽箱模塑法。常用的模塑方法是蒸汽箱模塑法。熟化珠粒入模熟化珠粒入模 送入液压机蒸气室送入液压机蒸气室 加热发泡剂气化加热发泡剂气化膨胀、塑料软化膨胀、塑料软化 进一步膨胀进一步膨胀 由于模具限制珠粒互相由于模具限制珠粒互相熔接成整体。熔接成整体。工艺控制工艺控制A A 温度：温度：温度尽快达温度尽快达110110135135，蒸汽压偏高达，蒸汽压偏高达0.2940.2940.329MPa0.329MPa。如果蒸汽压不足，会造成制品表面和中心密度不一致，严重如果蒸汽压不足，会造成制品表面和中心密度不一致，严重时得不到整块制品。因为蒸汽量不足

44、时，泡内的空气和发泡时得不到整块制品。因为蒸汽量不足时，泡内的空气和发泡剂就会先期渗出，而后渗入的蒸汽的压力至多也只是能与外剂就会先期渗出，而后渗入的蒸汽的压力至多也只是能与外界压力相平衡。界压力相平衡。B B 时间：时间：蒸汽的加热时间依制品的厚度而定，一般蒸汽的加热时间依制品的厚度而定，一般5 56060秒。秒。C C 冷却冷却 若制品密度大于若制品密度大于0.025 g/cm0.025 g/cm3 3,可用洗淋的方法；可用洗淋的方法；若若制制品品密密度度小小于于0.025 0.025 g/cmg/cm3 3，因因为为容容易易碎碎裂裂和和收收缩缩，最最好用空气冷却。好用空气冷却。快快速速冷

45、冷却却可可使使压压力力均均匀匀地地降降低低，制制品品密密度度梯梯度度也也小小。但但是是如如果果冷冷却却过过快快，水水蒸蒸气气分分压压下下降降过过快快，聚聚合合物物因因冷冷却却硬硬化化所所具具有有的的强强度度不不能能承承受受残残存存压压力力，因因冷冷却却承承受受的的部部分分真真空空即即会会导致泡沫体的较大收缩。导致泡沫体的较大收缩。模塑发泡设备及制品模塑发泡设备及制品 挤出成型挤出成型可可发发性性聚聚苯苯乙乙烯烯珠珠粒粒可可直直接接用用于于挤挤出出成成型型片片材材和和薄薄膜膜，制制品品的的密密度度偏偏高高为为0.320.320.80 0.80 g/cmg/cm3 3。因因为为在在挤挤出出过过程程

46、中中很很容容易易造造成成在在机机筒筒内内塑塑化化压压实实情情况况，所所以以制制品品密密度度偏偏高高，为为降降低低制制品品密密度度可可加加入入1.6%1.6%的的硼硼酸酸和和1.8%1.8%的的碳碳酸酸氢氢钠。钠。发泡过程发泡过程 硼硼酸酸和和碳碳酸酸氢氢钠钠起起成成核核剂剂的的作作用用，它它们们在在挤挤出出机机料料筒筒中中受受热热分分解解出出不不溶溶于于聚聚苯苯乙乙烯烯的的气气体体，均均匀匀地地混混合合在在熔熔融融的的树树脂脂中中，混混合合物物一一出出口口模模，就就处处于于常常压压下下，由由成成核核剂剂形形成成的的气气体体由由于于解解除除了了压压力力，而而立立即即气气化化膨膨胀胀，形形成成互互

47、不不连连通通的的泡泡孔孔核核，熔熔融融在在树树脂脂中中的的发发泡泡剂剂就就进进入入泡泡孔孔核核内，使泡孔连续膨胀，生成密度降低的泡沫制品。内，使泡孔连续膨胀，生成密度降低的泡沫制品。发泡方法和设备发泡方法和设备 挤挤出出时时易易用用吹吹塑塑法法制制成成筒筒状状发发泡泡膜膜，再再在在生生成成线线上上用用刀刀剖剖开开成成片片状状，因因为为直直接接挤挤出出成成泡泡沫沫片片材材会会在在制制品品的的宽宽向向上上出出现膨胀而形成波纹。现膨胀而形成波纹。对螺杆的要求：长径比对螺杆的要求：长径比=20=20：1 1，压压缩缩比比2 24 4。机机头头口口模模内内应应有有一一定定的的压压力力差差，以以阻阻止止物

48、物料料在在模模内内发发泡泡，如如果果在在模模内内发发泡泡，物物料料流流动动会会使使泡泡壁壁破破裂并孔，而呈粗孔，发泡不均匀。裂并孔，而呈粗孔，发泡不均匀。工艺控制工艺控制 挤挤出出温温度度应应比比挤挤出出聚聚苯苯乙乙烯烯一一般般制制品品时时低低，不不超超过过120120。吹吹胀胀比比约约为为6 6，并并配配合合较较快快的的牵牵引引速速度度，以以便便挤挤出出物物在在张张力力下大分子沿牵伸方向定向，物料机械性能提高。下大分子沿牵伸方向定向，物料机械性能提高。挤挤出出物物应应在在离离开开口口模模时时立立即即发发泡泡，并并使使泡泡孔孔能能均均匀匀地地双双向向膨膨胀胀。因因为为发发泡泡剂剂气气化化吸吸热

49、热，使使树树脂脂冷冷却却并并使使泡泡壁壁有有一一定定的的张张力，有助于防止气泡并孔。力，有助于防止气泡并孔。因此，温度、牵引速度和冷却速度应严格控制因此，温度、牵引速度和冷却速度应严格控制 。加加有有固固体体发发泡泡剂剂(成成核核剂剂)的的挤挤出出发发泡泡制制品品，其其最最小小密密度度可可达达0.0120.0120.016g/cm0.016g/cm3 3。注注意意：挤挤出出发发泡泡聚聚苯苯乙乙烯烯时时，有有液液体体发发泡泡剂剂的的挥挥发发和和扩扩散散，必必须严格注意防火和防爆。须严格注意防火和防爆。PSPS一步法挤出发泡板材一步法挤出发泡板材 将将PSPS树脂和泡孔成核剂树脂和泡孔成核剂(滑石

50、粉滑石粉)、稳定剂等，在长径比较大的、稳定剂等，在长径比较大的(L/D=26L/D=263232:1,1,也有高达也有高达5050：1)1)，压缩比较小，压缩比较小(1.11.13:13:1)的挤的挤出机内塑化，在出机内塑化，在熔融段未端压入发泡剂熔融段未端压入发泡剂（常用发泡剂有脂肪烃（常用发泡剂有脂肪烃类、二氯甲烷等）类、二氯甲烷等），在均化段熔体和发泡剂混合，在均化段熔体和发泡剂混合（或在另一挤（或在另一挤出机内均化混合）出机内均化混合），再一起通过机头口模挤出，出模后减压发，再一起通过机头口模挤出，出模后减压发泡，再冷却，得到具有一定厚度的结皮发泡制品。泡，再冷却，得到具有一定厚度的结